1土壤检测概述
土壤环境监测,即土壤环境质量检测,是指利用多种检测手段,对土壤环境质量的影响因素进行测量的一种方法。当前,土壤监测工作主要涉及国家农田土壤环境、土壤背景、评估及建设工程土壤及环境污染事故调查等方面。一般采用点取样,样品制备,结果表征,统计分析,品质评价等方法。
2土壤环境污染的类型分析
(1)化学污染。化学污染是造成土壤理化性质变化的重要因素,是指在化工企业生产中,由于污水和废弃物的随意排放,会引起某些化学物质的渗入,引起土壤的各种化学反应,从而造成环境污染。化学污染可分为两大类:无机污染和有机污染。首先是无机污染,包括酸雨、工业废水、汽车尾气等,这些污染物中含有汞、铅等重金属,会以氧化物和硫化物的形式存在,造成严重的后果。而所谓的“有机污染”,就是农药、化肥等在土壤中的应用,会产生某种化学反应,在土壤中积累,从而导致环境的污染。
(2)物理污染。所谓的“物理污染”,是指工业矿山开采,建筑施工,以及城市生活垃圾的聚集,都会对土壤产生一定的影响。在土壤中,污染物通常不会因化学变化而溶解,而是以固态形式存在于土壤中,随着时间的推移,会产生风化等问题。生物污染是指病毒、细菌等有害生物通过水、废物等进入土壤,引起环境污染。
(3)生物污染。生物污染是一种很严重的环境问题,同时也会对人类的身体健康产生危害,并且大量繁殖,在短期内会产生大规模的扩散,并且有一定的抗感染能力,很难控制。
(4)放射性污染。放射性污染是近几年我国新出现的一种污染类型,由于人类活动和生产过程中所产生的污染,其中以核工业和核试验为主,对人类和土壤造成了很大的威胁。放射性污染会导致土壤的物理和化学作用,从而导致土壤的性质发生巨大的变化,并且会通过土壤传递影响到人体的功能,从而导致人体的血液和其他方面的变化,这一点值得关注。
3提高土壤检测准确性的必要性分析
土壤污染严重地危害了社会的稳定和经济的发展。土壤是农业生产的重要组成部分,而作物的生长则依赖于土壤中的养分。在不同地区,土壤类型不同,其所具备的养分也具有差异性,对植物生长有不同的影响。要想进行科学的种植,有必要对土壤进行相应检测,不断提高检测的准确性,以有针对性地进行种植。与此同时,土壤属于一个多样化的物质系统,开展土壤检测,也有助于为植物生长提供必要的基础。随着工业化的迅速发展,我国的土壤环境状况并不是很好,根据统计资料,目前我国的土壤污染程度已远远超过了国家的标准值,并且由于人为的影响,土壤的性质发生了变化,重金属的浓度也在迅速增加。土壤检测工作具有系统性、复杂性特征,涉及的内容比较多,且需要投入大量的精力。在实际检测过程中,还存在多种影响土壤检测的因素,若是不能及时将不良因素排除,将会加大检测误差,难以保证检测结果的准确性,对日后的植物种植工作开展是不利的。
在此背景下,一些受污染区域的作物产量和品质都有下降或下降的趋势。同时,土壤污染还会对环境、水体产生一定的影响,从而破坏生态系统和人体健康。因此,土壤污染监测具有重大的现实意义。在实施过程中,土壤环境监测技术能够实时监测土壤的状况,并能及时地发现土壤中的异常情况,并针对其上的生物特征,制定相应的预防对策。另外,土壤的监测可以分为物理、化学、生物三大类,随着新技术的不断发展,现代的监测技术也变得越来越灵活,能够对各种污染物进行分析,从而达到控制土壤污染的目的。为了保证土壤测试的准确性,必须立即采取有效的方法,排除各种影响土壤测试的因素,以保证检验结果的准确性,并为我国农业生产的发展提供可靠的依据。除了能提高土壤测试的准确度外,还可以促进农艺的选择。通过对农产品品质的优化,可以减少生产成本,达到预期的经济效果,使农民的收入和生活水平都得到显著提升,使中国的农业强国地位更加稳固。
4土壤环境监测主要技术应用
4.1信息技术的应用
信息技术作为工业革命的产物,其发展速度更是迅猛,目前已广泛地应用于各行各业,促进了我国信息技术的发展。在进行土壤环境监测的同时,也需要借助信息化手段进行监测。在这方面,无线传感器网络技术在我国的应用较为普遍,它以无线传感网络为基础,具有大规模、无人值守的特点,属于分布式系统。但在实际的土壤环境监测中,只要将传感器安装在现场,通过传感器将数据传输至网络,将其进行汇总,最终传送至相关的数据处理中心,便于数据的审核和分析,从而实现对土壤参数的实时记录和汇总。
4.2地理信息系统的应用
地理信息系统是一种综合的空间信息系统,利用计算机软件和硬件设备,对地理区域内的数据进行采集、管理和运算,具有很强的综合性。将地理信息系统与土壤环境污染监测技术相结合,能够加强对土壤背景的调查和分析。地理信息系统在监测技术中具有数据管理的作用,能够对土地区域的有关数据进行精确的统计,并对其进行科学的管理,并对其进行动态的预测,从而为今后的土壤污染防治工作提供依据。另一方面,地理信息系统拥有更多的信息资源,能够从对象中抽取出信息,利用网格方法将其综合起来,并以人机互动的形式进行数据模型化。在实际应用中,它可以与其他的软件工具相结合,使模块化的工具更加完善。图为地理信息技术主要功能。
4.3水平定向钻进技术
水平定向钻井技术是指在不挖掘地表条件下,采用布点取样的方法获取土壤样品的工艺。水平定向钻进技术存在着一定的随机性,在实际应用时,可以将监控范围进行分区,按网格形式将其分成多种类型,再进行系统的随机选择,在布点上,工作人员要留意样品的能力,并针对所监测的项目进行详细的说明,从而达到区域和环境的要求。与其他技术相比,水平定向钻进技术可以不对地表的土壤产生任何的影响,也不会破坏植物和人类的活动,同时也能在钻井期间收集到有关的数据,从而避免了对管道的干扰,并且在监控的时候更具弹性。
4.4生物监测技术
生物监测技术是利用生物个体、群落在一定时期内的动态变化来反映目前区域的土壤环境状况。生物监测技术是一种比较灵敏的方法,可以从生物学的观点来分析问题。事实上,某些土壤中的某些生物,其对污染物的响应是不同的,从而直接反映了其表面的污染性质。然而,生物监测技术在实际应用中存在着一定的复杂性,而且其种类繁多,因此在选择时要从整体上考虑。目前,生物监测技术已广泛用于土壤环境污染的监测,可依据不同的地理位置,选取适宜的植物和动物,开展大量的调查,以提高监测的精度。生物监测技术能够不断地提高监测能力,并在指标分析方面取得进展。
4.5化学、物理学技术的应用
化学物理技术是一种基于化学、物理等学科理论发展起来的监测技术,在实际中有着重要应用价值。近年来,随着高分子有机化学、物理材料学等领域的迅速发展,化学、物理技术已越来越多地被用于土壤环境监测。目前,在土壤监测中,常用的化学和物理技术有激光熔蚀法、氢化物发生法、离子色谱法等;通过强化化学和物理方法的运用,可以对土壤中的元素进行更深入的分析,从而使监测的结果更加科学和可靠。另外,针对当前土壤有机物的监测,常用的液相色谱质谱联用、气相色谱质谱联用等技术均有进一步的应用和推广价值。
5我国土壤环境质量监测困境
5.1人员技术水平不高,缺乏主观上的重视
现阶段,我国土壤环境质量监测的能力水平不高,相关数据显示,在全国范围内能独立完成土壤环境质量监测的机构只有10余家,大多数二级机构都不能独立完成多地区土壤环境质量监测和评价工作,缺少专业人员和技术更是造成部分监测项目需要委托代理人完成,不但增加监测的成本,也降低监测的效率和质量。造成这种现象的原因,主要是因为我国缺少人才培养机制,受到地方政策和传统观念的影响,专业性监测人员队伍建设力度不足,真正参与到监测活动中人员多为非专业,或者其他专业经过培训后上岗的,自身专业素质不高,技术性不强。很多复杂的监测案例和方案,需要人员队伍参考以往的案例和经验,进行自主的探索和研究,从反复的实验中找到有效的解决办法。面对重大污染事故时,他们往往难以应对,无法快速找到实验的切入点,只能聘请其他地区的技术人员展开指导。这种人员技术水平不高的问题,不但影响地区土壤环境质量监测工作的高质量开展,无法进行监测技术的开发,也影响地区监测水平的提高,最终限制地区土壤环境的保护和治理。
5.2土壤环境质量监测方法单一
土壤环境质量监测作为一项复杂的评价监测活动,由于不同地区土壤环境不同,因此监测的难度也存在较大的差异,在监测中使用的仪器设备也有着较大的变化。例如监测需要具体划分为制备、前期处理、分析研究、后期总结等环节,每一个环节中需要使用的专业仪器设备较多。前期处理需要消解和压片,需要监测人员利用压片机和固相萃取仪等。部分污染物的测定更是需要大型的气质联用仪等。这些仪器设备受到经济条件的限制,还难以在我国各地区普及和应用,这就造成部分监测步骤难以协调处理,地区间的合作也难以达成,造成土壤环境质量监测上的困难。除此之外,监测条件、设备、经济发展等方面的限制,还使监测方法数量过少,不利于对有机污染土壤污染物的监测和分析。尽管近年来我国绿色发展观念的落实,使各地区土壤环境质量监测工作得到快速发展,但是,监测方法在重金属方面发展较快,在其他物质的监测技术上提升速度过慢,不利于对化工和石油炼制地区土壤环境质量的全面监控和污染物控制。另外,对于土壤中重金属的监测,监测方法主要以全消解之后的数据进行分析和评价,而土壤环境质量的变化,对这种监测方式中晶格金属进入土壤的影响较小,造成质量上的变化难以把控,影像质量检测结果的精准性。
5.3土壤环境质量监管法律体系不完善
相较于其他发达国家而言,我国在土壤环境质量管理和监测上的研究过少,致使很多相关的法律规制不健全,土壤环境质量监测的标准也不够完善,难以适应当前动态化发展的趋势,且容易引发大量的土壤环境质量问题,加剧我国土壤环境的污染状况。具体而言,在土壤环境质量监测法律法规层面,我国推行的《环境保护法》和《农业法》中,涉及土壤环境质量监测的内容过少,缺少法律层面的支持,部分监测工作存在着流于形式的问题,进一步增加相关部门开展监测的难度,也影响监测活动有序实施。在土壤环境质量监测标准层面,相关的评价标准制定于21世纪以前,过于陈旧的标准体系不适应当前的土壤环境发展现状,造成土壤背景值、酸碱度、测定值不精准。特别是对于南方地区而言,大多数南方地区土壤重金属含量较高,监测值出现超标的情况。原本的评价标准中对金属展开的价态评价,不能真实地反映出土壤污染具体情况,难以在不同土壤环境下作出不同的评价建议。另外,评价标准中的评价因子较少,污染物数量仅有几个,现存污染力较大的物质缺少限值,造成土壤综合评价结果不准确,影响后续工作开展的质量。
6提高土壤检测准确性的有效途径
6.1加强土壤监测人才的专业素质培训
土壤环境质量检测人员作为保证监测效果,践行一切质量监测工作任务与决策的重要实施者与组织者,自身所具备的职业素养、知识储备、工作态度、业务能力及技术水平的高低,都会在一定程度上影响着我国土壤环境质量监测效果。因此,为整体提升土壤环境质量监测水平,突破现有监测困境,更好地保障我国农、林、牧等行业长久可持续发展,监测单位应加强对监测人员的技术培训,不断提高监测队伍整体水平,强化人才力量,使之能够更好地服务于土壤环境质量监测工作。首先,监测单位应建立明确的监测人员持证上岗制度,要求从事土壤环境质量监测的工作人员必须持证上岗,获得相应职业资格证书,实验室也应取得土壤分析项目计量认证资格证,来进一步保证监测队伍技能符合相应标准要求。其次,监测单位应定期开展土壤环境质量监测分析技术方面的专业培训,加强对土壤环境质量监测能力、监测技术与方法、污染物识别等方面的培训,提升监测人员土壤样品采集、制备、处理、测量等技术水平。以此来保障工作人员获取的土壤监测数据符合国家相应标准,进一步提升土壤环境质量监测效果。除此之外,监测单位还可通过加强与我国教育领域之间的合作交流,深入教育体系,加强对土壤环境质量监测专业人才的培养力度。鼓励各大高等院校增设相关专业的招生名额,为监测单位持续输送更多高质量、高素质、专业化人才,有利于整体提升监测人才力量与水平。
6.2加大资金与智能配套设施投入
针对目前我国存在的土壤环境质量监测问题,必须要加强此方面的重视,采取科学方法,引进配套设备设施来进行解决,才能真正缓解土壤环境污染情况。基于此,政府部门应重视土壤环境质量监测工作的开展,不断加强资金方面的投入,构建配套设备设施,建立完善的土壤环境质量监测体系,来真正发挥自身职责作用,整体提高土壤环境质量监测有效性。一方面,可通过建立科学有效的土壤环境质量监测网络,利用先进的信息技术手段实现对土壤环境的全方位监测,有利于在问题发生的第一时间及时上报相关部门,提升质量监测效率。另一方面,国家可通过针对目前的土壤环境质量监测现状展开调研,全方位了解并掌握土壤环境质量监测工作开展所需要消耗的具体费用和成本,建立专项资金账户,搭建相关资金扶持体系,对土壤环境质量监测资金实行专项专款专用。
7结语
总之,土壤是作物生长的根本,与农业的发展有着千丝万缕的联系。所以,必须对土壤进行有效性检测,并通过多种方法来提高检测精度。在保证土壤品质的前提下,既要采用高标准的土壤条件,又要科学地加入土壤品质控制的样品,还要积极地改进实验室环境、及时排除不稳定因素、合理的校准仪器,为试验工作打下坚实的基础,保证试验数据的准确性,促进农业经济健康快速发展。
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作者简介:
蒯学静,女,(1988-08)本科,中级工程师,研究方向:生态环境检测(气,土壤,水,固体废物)。
徐莹,女,(1990-09),本科,中级工程师,研究方向:生态环境检测(气,土壤,水,固体废物)。
郑美丽,女,(1987-10),本科,中级工程师,研究方向:生态环境检测(气,土壤,水,固体废物,毒理,公卫)。